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摘要：文章结合某实际工程，简要概述了顶管建设运作原理，针对不同的顶管施工技术分别进行了总结，重点围绕顶管的施工设计和顶进施工技术展开研究，从而达到不用开挖即可建设地下管道的目的。
关键词：市政设施；废水管顶管；污水处理工程
1工程介绍
某外环路为环岛主干道，此次施工的路段，机动车右道和非机动车道之间的绿化带下是地下污水处理管道。管道预设在地下5.77～8.44m，选择预应力钢筋混凝土管，型号为DN800。由于周围存在还没清空的别墅区，因此应当使用顶管施工。
2顶管施工原理
在管道施工中，顶管技术是比较先进的施工方法，其优点在于不用对道路进行开挖，而采用在与道路相垂直的地方设置一个顶管施工工作井，随后利用液压千斤顶将水泥和钢管埋设进地下。顶管施工中，应当利用主顶油缸和管道间中继站的推动力，让工具管等顶管建造顶进装置可以穿过工作井到达地质层。顶管施工中要掌握和土压、气压泥土均匀性原理，应考虑如何让施工工艺和实际工程相适应，实际施工中要结合实际的地质状况、建设要求和施工情况，选择合理的施工技术，合理有效地选择顶管机和辅助装置，以便顺利完成排水管顶管施工[1]。
3顶管施工技术过程总结
3.1泥水式推进法施工
用泥水式推进法施工时，应当合理地设计顶速，并利用刀盘掘进机保持正面土压力的平稳，要控制好循环水压力，保持地下水压力的稳定。这种施工工艺还可以推进施工进度，加快施工目标的完成，而且使用这种方法不会让地表沉降的幅度过大，不用改造地基和降水处理。
3.2土压式推进法施工
土压式推进法是将混合而成的各种材料灌入，到充满整个泥仓为止，使得正面土压力和地下水压力可以保持稳定。此外，在工程建设中，无需利用传送混合材料装置，比如泥浆泵，只需使用成本不高的施工推进装置。不仅如此，还不用对泥浆进行处理，可降低顶管施工中的各项费用。通常，这种施工方案要使用到土压平衡掘进机，这种设备有单刀盘，还有多刀盘，需要让施工管道的直径保持在1000～3000mm。
3.3泥浓式推进法施工
泥浓式推进法是通过二次注浆，减小地层间的摩擦力，能够排出颗粒直径达到顶管直径1/3的砾石，保证顶管建设不受干扰，该方法常运用在城市给水管长距离顶管推进施工中。该方法可以分离地下的泥土和砾石，再传送到地表，随后再进行外运。泥浓式推进法施工的应用面非常宽，适用于除了岩石的所有土质环境，顶进管径在700～2200mm是比较适宜的。在建造顶管的各项流程中，预先要对工作坑进行开挖，再制造顶管的混凝土管，将油泵通过顶进处理到出泥为止，然后将管道打通，最后拆解工具管，检查工作井，并完成相应的回填工程。
4施工设计
顶管的长度是535.5m，用30m或者40m的间隔安装检查井，选用S6等级的预应力钢筋混凝土管道材料，且为加强离心式，级别是C50II，接口要是F型的、柔性的。顶管施工，确定检查井方位，并放置2个作业井，还有3个用于接收的井，然后进行顶进作业，当顶管从洞口中出来时，接收井还能收回工具的头部。140m是顶管单节最大的长度。
4.1工作井设计及建设
在该项目中，工作井的规格是长7m、宽4m，工作井护壁采用厚度0.4m，底板厚度0.5m的C30混凝。在工作坑外围布置水泥搅拌桩止水帷幕，其尽可能降低地下水的流入量，保障施工安全进行。桩直径为0.5m，相互搭接的长度为0.15m，加入19%的水泥，水泥使用量是70kg/m，水灰比是0.45∶0.50，水泥选择普通P0325硅酸盐水泥。挖掘工作井的方法是使用人工垂直挖掘的方式，挖掘1m，护壁1m，用木桩固定井底，在规定时间内封闭井底。
4.2后背墙
将后背墙设置为千斤顶的支撑骨架，使用工作井两边内墙拓宽的方法建造后背墙，后背墙高度为2.76m，厚度为30cm，后背墙要平衡地承受压力，要达到这个目的就要使用钢板对后背墙覆盖。后背墙壁面要和管道顶进的方向相互呈90°，垂直度的误差要控制在0.1%以下，同时控制水平扭转度的偏差在0.1%以下。
4.3工作井导轨组装
导轨的作用是能够使顶进工作按照原先计划的中心线和坡度进行，组装导轨时需要加固，并且符合管节中心高程和坡度的施工设计。在该项目中，导轨工字钢要使用双排120，槽钢要使用20，并对其进行焊接。使用测量仪器对导轨组装进行实时监测，容许误差：轴线位置＜0.003m，顶面高程要在0～0.003m，两导轨内部间距为±2mm。
4.4千斤顶组装
（1）该项目使用3台200t的千斤顶。将千斤顶摆放在架子上，而且还要和在管道的线中心。千斤顶的力要与管壁的力在一条线上，避免出现顶进失误。依照工程经验，千斤顶的力的作用点最好要位于管节垂直直径的1/4～1/5。（2）千斤顶要用油泵，型号是Zb50。电动机工作的同时油泵也工作，随后进入千斤顶，这个过程是在控制阀和分配器帮助下实现的。在千斤顶内，进油管的连接方式是并联，确保千斤顶活塞用力点在设定的路径上，组装油管时要确保油管是笔直的。
4.5顶铁的组装
（1）顶铁可以在千斤顶和管道两端发挥传接力的作用。其作用是使一组千斤顶的合力用顶铁稳定地平摊在管道两端，还能够控制千斤顶和管道端部间的间隔。顶铁有两种类型，一种是环形顶铁，另一种是u型顶铁。（2）顶铁组装时的注意事项：①要保持顶铁和导轨及顶铁和顶铁间的接触面的症结，避免产生接触不良，产生滑移。②组装完成后，部分轴线设置要求平行，比如管道、顶铁和千斤顶。③管道中线要与顶铁轴线对称，防止顶力作用点发生偏离。④要将胶合板放入管道出口和顶铁的中间，起到缓冲作用，平摊顶力[2]。
5顶进施工
5.1正常顶进施工
顶进管道前，要检查装置，提前运转。凿开护壁上的管孔后要第一时间把工具管顶进土层。当顶进0.3m时就要测量，且要多次；当土层下方的管道开始顶进作业时，每顶进1m就要测量，且要多次。在工具管初步顶进0～5m，可容许的误差是轴线3mm，高程0～+3mm。管道顶进时要边压触变泥浆边顶进，不压到泥浆就不继续顶进，再次进行顶进工作前要将浆体补充到管路中。
5.2测量与纠偏
在测量时使用的设备是全站仪以及激光水准仪。（1）频率测量。在对第一节管节进行顶进时要将频率保持在0.2～0.5m/次，无特殊情况下顶进时的频率是每次1m，对顶进进行调整时，一旦顶进管道顶进半节，那么就要测量，一次就好。（2）测定中线。在作业井周围吊上铅锤，并延伸到井底，位于工作井中使用激光水准仪照射两个铅锤，读出管道前端的中心尺刻度，当中心尺的中心刻度与之重叠，就证明方向是正确的，如果不是那么偏差值就是差值。（3）测量高程。在工作井中找到水准点，在顶进结束时，在顶铁上安装激光水准仪，量出管道前端底部高程。（4）纠正偏差。工具头前面有一段管节可以调整测量误差，调整误差的千斤顶设置在纠偏节中，在顶进的时候，若工具头方向的误差＞5mm，那么就应该调整偏差，调好纠偏千斤顶，向着预期的定金方向进行。
5.3其他有关施工方案
（1）穿墙顶入顶管出洞口对于顶管的意义是不言而喻的，为了确保顶进工作达到预期目标，要加固穿墙管前面2m区域内的土体，这就需要在接收井周围采用深层水泥搅拌，以达到隔绝泥土和水流的目的。（2）利用触变泥浆减少阻力。降低摩擦力的方法是使用触变泥浆，管道壁的周围要有泥浆套，这就需要借助灌入的泥浆了。泥浆质量的比值是土∶水∶碱=200∶50∶1，选择压浆泵，型号是LI50，要控制压力保持在0.1～0.2MPa，压浆的时候要先压浆再顶进，结束顶进后补充浆体，马上压浆就马上顶入，分多次少量进行，每经过四节管就设置一道注浆孔，完成顶进后通过注浆孔灌入水泥浆将泥浆置换出来。（3）选择适合的防水办法，以及顶管管节的接头。选择F型密封圈，选择F型且柔性的接口，胶圈的选择上，用氯丁橡胶楔形，要有一个钢环，能够止住水，并将其设置在接头内。这样每个管节之间都可以实现较好的密封。
5.4注意事项
在进行市政道路污水处理施工时，需要做好相应的安全措施，如施工现场的周边应该设置现场挡板，摆放施工的安全提示信息；监视工地人员动向，防止非施工人员进入工地现场；在作业井的井口留出废土的出口；某些部分很难放置防护栏，应当加装防护网，施以警示，防止某些人员意外跌落；加强对现场装置的检验验收，在现场建设中要严格执行验收制度；要派专人对设备进行维修保养，要派专人在材料的进出库上登记，一段时间就要检查设备情况和运转进度，严禁不符合规定的操作。
6结束语
综上所述，当前有关市政设施的基础工程越来也多，对于城市的废水处理也提出了更高的目标，进行管道施工时应该要依照实际的废水处理要求，进行顶管施工时要完成相应的前期准备工作，在施工流程中控制压力的大小，根据工地实际情况进行整治，提升市政工程的建设质量。
参考文献：
[1]何烨.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].佳木斯职业学院学报,2018(10):490+492.
[2]杨玉岭.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].黑龙江水利科技,2016(7):125-126+148.
作者:余正德 单位:湖南承运环境建设集团有限公司